da nominare(1998/99: Piero GILI) Anno:5
PRESEN TAZ IONE DEL CORSO
Ilcorso si propone di indicare le problematiche principali della Sperimentazione di Volo e approfond ire alcuni argomenti connessi con le prove di volo finalizzate ad ottenere indicazioni nel campo delle strutture e della meccanica e della dinamica del volo.
Dopo una parte introduttiva in cui si presentano i metodi, nelle prove di volo, atti alle misure della velocità, della temperatura e dell'angolo di incidenza e si forniscono allo studente le nozioni fondamentali sulle caratteristiche, le problematiche, i possibili errori dei sistemi di misura e dei relativi circuiti di acquisizione, vengono affrontati i campi specifici di interesse nellasperimen tazione di volo: le prestazioni di volo in parametri adimensionati, le prove strut-turali e sui fenomeni vibratori con particolare riferimentoalftlltter, le prove ad alta incidenza, i metodiclassici per determinare quelle derivate aerodinamiche che intervengono nel moto lon-gitud inale e latero-direzionale.
MODULO A:NOZION I PROPEDEUTICH E
EM/SEMESTRE:PRIMO Impegno (ore) lezioni : 30 Crediti: 4
esercitazioni:10
REQUISITI
Èop po rtu no essere a conoscenza dei concettifondamentali della Meccanica Applicata, dell'Aerod inamica, delle Costruzioni Aeronautiche e della Meccanica del Volo.
PROGRAM M A
Generalitàsulle prove di volo. [2 ore) La definizione del programma di prove volo. I sistemi velivolo. I compiti dell'ET.I.; progettazione del sistema ET.I.: requisiti fondamentali.
Misuradella velocità, della temperatura e dell'angolo di incidenza. [14 ore) L'atmosfera di rife-rimento; le quote; la riduzione all'atmosfera standard. Misura della velocità; flusso incompres-sibile e compresincompres-sibile; il numero di Mach; operazione di rilievo e misura del numero di Mach.
Velocità rispetto all'aria; velocità equivalente; velocità calibrata; velocità vera. Considerazioni sulla misura della velocità; errore di posizione; taratura del sistema anemometrico:nose boom 5ystem,ioingboom System,low altitude speedcourse method, towerftyby meihod, pacer method,smok e-trail e contrast-trail metliod, radar aliitude reference, trailing devices, trailing anemomeier. Relazioni dell'erroredi posizione; relazioni per la correzione della velocità e della quota.Taratura della sonda di temperatura, determinazione del coefficiente di restituzione del termometro; descri-zione ed errori di un trasd u ttore di TAT. Misura dell'angolo di incidenza e di imbardata e tara -turadel sistema.
Sistemidi misura. [18 ore) Generalità sui sistemi di misura del l"e del 2°ordine. Sistemi del l° ordine; funzionamentotipico; risposta ad una funzione di ingresso di forma armonica. Sistemi del 2°ord ine; moto libero; regime forzato permanente con eccitazione sinusoidale; fase iniziale di un moto eccitato sinusoidalmente. Risposta dell'accelerometro nella misura di una accelerazione a
gradino; osservazioni sull'influenza dello smorzamento sulle caratteristiche del regime transito]
rio; caratteristiche peculiari da considerare nella scelta dello strumento di misura; accelerometri a loop aperto e a loop chiuso. Progetto del sistema di strumentazione. Caratteristiche metrologiche del canale di misura; intervallo di misura, risoluzione, precisione stati ca, precisione dinamica.
Misura della temperatura; tipi di sensori; termometri a resistenza e termocoppie; applicazioni d trasduttori di temperatura. Misura del flusso di carburante; flussometro a turbina, a orifizio vari bile, a momento angolare. Il giroscopio d'assetto; il girometro. Misura di posizione lineare e ango;
lare. Sensori di pressione; tipologia dei trasduttori e loro errori. Le tecniche di acquisizione;g~
errori in fase di acquisizione; l'acquisizione di dati dai bus dei sistemi avionici. La registrazion magnetica. La telemetria. La traiettografia: problematiche ed utilizzo del sistema GPS.
Determinazione del peso, della posizione del baricentro e dei momenti d'inerzia del velivolo. [ ore] Pesatura del velivolo e determinazione della posizione del baricentro a terra nelle divers configurazioni; metodo di sospensione ad un singolo punto. Determinazione di peso e posizio ne del baricentro in volo; Cc.diagram. Determinazione dei momenti d'inerzia; metodo dell oscillazioni elastiche su appoggio libero. Determinazione del momento centrifugo e della dire zione degli assi principali d'inerzia con il metodo delsingle-point suspensione double-pendulum,
LABORATORI E/O ESERCITAZIONI
on vièuna predefinita suddivisione tra lezioni ed esercitazioni: le esercitazioni si svolgera no nel momento in cui l'argomento raggiunto nel programma delle lezioni lo richiederà.
BIBLIOGRAFIA
on esistono libri di testo. Per la consultazione riguardo ad alcune parti del corso si consigli, no i seguenti volumi:
A.LAUSEITI, L'atmosfera in quiete, Ed. Levrotto & Bella, Torino.
D.T. WARD, Introduction to Flight Test Engineering, Elsevier - Amsterdam.
VALUTAZIONE E/O ESAME
AI termine del primo emisemestreèpossibile una valutazione orale sui contenuti del modulo consistente in un colloquio con domande sugli argomenti trattati. In caso di esito favorevole contenuti del modulo A non saranno più oggetto di verifica alla fine del semestre. Questa val tazione parzialeèpossibile soltanto in questa occasione: lo studente che non la utilizza o non supera dovrà sottoporsi all'esame complessivo.
MODULO B: LA SPERIMENTAZIONE SUI SISTEMI DI VOLO
EMISEMESTRE: SECONDO Impegno (ore) lezioni: 35 Crediti: 5
esercitazioni: 15
REQUISITI
È opportuno essere a conoscenza dei concetti fondamentali della Meccanica Applicai dell' Aerodinamica, delle Costruzioni Aeronautiche e della Meccanica del Volo.Èinoltre inc spensabile aver acquisito i concetti relativi al Modulo A del Corso.
PROGRAMMA
Prestazioni di volo in parametri adimensionali e generalizzati. [8 ore] Caratteristiche di unti bogetto; turbogetto isolato; turbogetto installato sul velivolo in volo. Prestazioni generalizzi di un velivolo; volo orizzontale; caratteristiche di salita. Autonomia oraria e chilometrica.
Prove strutturali e di flutter. [16 ore] Rilevamento dei carichi in volo; tecniche di misura dei carichi in volo: estensimetri epressI/re plotting.Finalità delle prove; strumentazione necessaria;
taraturapreventiva; condizioni di volo; elaborazione e presentazione dei dati; manovre in volo. Tara t u r a a terra e rilievo dei carichi. Prove strutturali dinamiche; finalità delle prove.
'leccanismo del flutter; calcoli e prove a terra; sperimentazione in volo. Procedure di prova.
Strumen tazione necessaria. Gli accelerometri per prove di flutter e rilievo di vibrazioniin volo.
Tecniche di misura del flutter: decadimento del seg nale; eccitazionepulsante; eccitazione armo-nica;eccitazione variabile in frequenza .Tecniche di eccitazione in volo:su perfici di controllo;
aletteoscillanti; eccitatori inerziali; eccitatori elettrodinamici; congegni pirotecnici.
Provedi volo ad alto rischio. [8 ore) Caratteristiche generali della vite: l'autorotazione; autoro-tazione definita; gradi di libertà verticale, orizzontale e al beccheggio; le condizioni di equili-brio. Manovre per entrare ed uscire dalla vite. Le condizioni di similitu d ine. Prove di vite: provecon modelli in galleria del vento e controllati via radio. Prove al vero; considerazioni sullasicu rezza. Progetto del paracadute antivite. Prove di riaccensione in volo: problematiche e tecnichesperimentali.
Determ inazione di derivate aerodinamiche.[18 ore) Premessasull' analisi dei moti di piccola perturbazione.Considerazioni generali sul moto di beccheggio; risposta in frequenza ad una eccitazione di tipo sinusoidale di beccheggio; moto oscillatorio libero di beccheggio a comandi bloccati susseguente ad una eccitazione ad impulso conil comando longitudinale; risposta ad unamanovra a gradino; determinazione della risposta in frequenza mediante l'uso della tra-sformata di Fourier. Determinazione dei coefficienti di risposta di un velivolo mediante l'uso dellatrasformata di Laplace e mediante il rilievo dei valori simultanei delle variabili di volo.
Determinazionedelle singole derivate aerodinamiche. Determinazione delle derivate aerodina-michemediante l'analisi delle equazioni del moto.Metodi semplificati per la misura di partico-lari derivate aerodinamiche. Determinazione delle derivate aerodinamiche di stabilità e di smo rzamento col metodo della rappresentazione vettoriale. Accenno al moto latero-direzionale.
Determinazionesemplificata della derivata di stabilità direzionale.
LABORATORI E/O ESERCITAZIONI
on vièuna predefinita suddivisione tra lezioni ed esercitazioni: le esercitazioni si svolgeran-no nel momento in cui l'argomento raggiunto nel programma delle lezioni lo richiederà.
Alcu ne lezioni ed esercitazioni potranno essere tenute come conferenze da persone dell'indu-striaesperte nel campo specifico.
BIBLIOGRAFIA
on esistono libri di testo. Per la consultazione riguardo ad alcune parti del corso si consiglia-noiseg uen ti volumi:
B.OlCKINSO ,Aircraft Stability and Control far Pilots and Engineers,Sir Isaac Pitman&Sons LTD- London.
B.ETKIN, Oynamics of Flight - Stability and Control, [ohn Wiley&Sons, Inc.- ew York.
D.T.WARO, Introduction to Flight Test Engineering, Elsevier - Amsterdam.
ESAME
La valutaz ione consiste in un tradizionale esame orale. Per coloro che hanno superato la prova orale relativa al moduloA,l'esame verterà soltanto sui contenuti del modulo B ed il voto finale risulterà dalla media pesata sui rispettivi numeri di crediti dei voti dei due moduli. Per coloro chenonhanno superato la valutazione del modulo A (o che non hanno ritenuto di sfruttarne la possibilità) l'esame finale sarà unico.